(57)【要約】【課題】機械的な駆動部を有しない信頼性が高く高品位で、輝度が高く、高速応答可能で、広視野角で、消費電力が小さく、安価で、フルカラー表示のできるディスプレイ装置を提供する。【解決手段】透明な板１０と、その一方の側に配列形成された三原色光独立の光導波路１００と、その上に形成され、導波光に対して透明な電界反応物質２０を挟んで配列形成された対電極となる透明電極３０と電極４０とを備え、導波光が少なくとも透明電極３０と電界反応物質２０を通るように構成し、これらの対電極間に電圧を印加することにより電界反応物質２０の形態変化により導波光を散乱させ画素とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明な板（１０）と、該板（１０）の一方の側に配列形成された光導波路（１００）と、該光導波路（１００）の一方の側に形成され、該光導波路（１００）の導波光に対して通常は透明な電界反応物質（２０）を挟んで対向して対となる配列形成された透明電極（３０）と電極（４０）とを備え、該光導波路（１００）の導波光が少なくとも透明電極（３０）と電界反応物質（２０）を通るように構成されてあり、これらの透明電極（３０）と電極（４０）との間に電圧を印加することにより電界反応物質（２０）の形態を変化させ、該電界反応物質（２０）の形態変化による導波光の散乱により、画素としての散乱光が外部に出射するように構成したことを特徴とするディスプレイ装置。
【請求項２】
光導波路（１００）を独立した2色用もしくは光三原色用の光導波路（１００ｂ、１００ｇ、１００ｒ）の組とし、2色もしくは三原色光をそれぞれの対応した光導波路に導波させることにより、2色表示もしくはフルカラー表示ができるように構成した請求項１記載のディスプレイ装置。
【請求項３】
透明な板（１０）をプラスチックとした請求項１または２のいずれかに記載のディスプレイ装置。
【請求項４】
電界反応物質（２０）を光散乱モード液晶とした請求項１から３のいずれかに記載のディスプレイ装置。
【請求項５】
電界反応物質（２０）を電界印加により膨張または収縮するゲルとした請求項１から３のいずれかに記載のディスプレイ装置。
【請求項６】
電界反応物質（２０）をエレクトロクロミック材料とした請求項１から３のいずれかに記載のディスプレイ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は  消費電力が少なく、高速に応答できる光輝度の薄く大面積化可能なディスプレイ装置に関し、特に、所定の画素に対応する個所の対電極間に電圧を印加し、その電極間に挿入してある透明な電界反応物質を濁らせたり、膨張・収縮変形させたり、着色させたりして、ここに導波された導波光を散乱される方式のディスプレイ装置に関するものある。
【０００２】
【従来の技術】
従来、薄型のディスプレイ装置として、導光板に圧電アクチュエータにより変位伝達部を接触、隔離を制御して、導光板からの漏出光を制御して、映像表示をするディスプレイ装置があった（特開平７−２８７１７６、特開平１０−７８５４９、特開平１１−７３１４２）。また、従来、光導波路に静電駆動型の抽出部である反射プリズムを接近させ、エバネセント波を漏出させる方式も提案されていた（特開２０００−７５２２３、特開２０００−２５８７０１、特開２０００−３３００４０）。また、従来、画素として、液晶を光学シャッターとして用い、バックライトからの光を光三原色のフィルタと偏光板を通して出射させるディスプレイ装置があった。また、従来、基板および光導波路としての二枚のガラス基板間に光散乱モードの液晶を封入して、この液晶を含む二枚のガラス基板を光導波路とし、これらのガラス基板の界面で反射する導波光を光散乱モードの液晶で散乱させて、画素表示するディスプレイ装置があった（特開平１１−１０９３４９）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の圧電アクチュエータ駆動の変位伝達部は、変位量を大きくするには厚い圧電素子が必要で、質量が大きく、その分、駆動電力が大きくなりと応答速度が遅いという問題があった。また、光導波路に静電駆動型の抽出部である反射プリズムを接近させる方式も反射プリズムの質量が大きく、高速応答ができないと言う問題があった。しかも、抽出部を静電駆動する電極同士がほぼ平行で、支柱を介して距離おいて形成してあるので、吸引には大きな電圧を必要としていた。また、カンチレバ薄膜を静電駆動で光導波路に吸引して、導波光を漏出させる光スイッチにおいても、スペーサを介してカンチレバ薄膜を形成してあり、吸引には大きな電圧を必要とすると共に、光導波路に接触するカンチレバ薄膜が、極めたて硬い酸化タンタル薄膜であるために、吸引吸着領域に導波光の波長である１マイクロメータ程度の極めて小さな異物の存在でも接触が不安定で、エバネセント波（光）との結合が弱く、そこからの漏出光が弱くなると言う問題があった。更に、上述の導波路に駆動部を接触させて、その部分からの漏光を利用する形式は、機械的な駆動部を有するので、疲労など信頼性に欠け、かつ、光導波路のコア部が直接、空中に露出するので、表面へのごみや塵など異物の付着などによる導波光の予期せぬ散乱などが存在すること、更に、高速応答には、駆動部の質量が小さい必要があるが、接触部は厚くしないと導波光の漏光が少なく、画素の輝度が小さいので、接触部を厚く質量の大きな駆動部としなければならないという問題があった。このように可能ならば機械的な駆動部を有しない信頼性が高く、輝度が高く、高速応答可能で、消費電力が小さいディスプレイ装置が望まれていた。
【０００４】
従来の液晶を光学シャッターとして用いるディスプレイ方式では、バックライトからの光が液晶シャッターを通して出射すること、しかも偏光板を用いているので、見る人の角度依存性が大きく画面が見難いという問題と、カラーフィルタや偏光板など複雑な構造であるから薄型が困難で、しかも高価にならざるをえなかった。
【０００５】
また、従来の光導波路としての二枚のガラス基板間に光散乱モードの液晶を封入したディスプレイ方式では、機械的な駆動部を持たず信頼性が高いが、液晶を挟む二枚のガラス基板を光導波路としており、第１に、光導波路が外部に露出しているため、表面へのゴミや塵などの異物が付着するとそこから導波光の漏光が存在し、画像の品位が悪くなること、第２に、基板として二枚のガラス基板を用い、しかもこれらを光導波路として使用しているから、ガラス基板が支持基板となり厚くせざるを得ないので、薄く微細な光導波路の形成が困難であること、第３に、光導波路を微細にしない代わりに、同一の導波路を三原色の光が導波されるように形成してあり、フルカラー表示のために一箇所の液晶画素を三原色光が使用するために発光と同期させて画素部を散乱モードとさせるようにしており、従来の画素数に対して３分の１の画素数で済むが、画像を見るには輝度が必要で、一つの画素が一瞬光るだけでは暗く、順次駆動される複数の画素から同時に出射光がないとチラツキとが大きく、かつ、一瞬の残像を利用するだけなので高輝度の画面が得られがたいという問題があった。第４に、基板として二枚のガラス基板を用いているので硬く、フレキシブルな画面画像表示部となることは困難で、かつ衝撃に弱いという問題があった。
【０００６】
本発明は、機械的な駆動部を有しない信頼性が高く高品位で、輝度が高く、高速応答可能で、広視野角で、消費電力が小さく、小型化も大面積化も可能で、しかも安価で、単色、2色またはフルカラー表示のできるディスプレイ装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の請求項１に係わるディスプレイ装置は、透明な板１０と、板１０の一方の側に配列形成された光導波路１００と、光導波路１００の一方の側に形成され、光導波路１００の導波光に対して通常は透明な電界反応物質２０を挟んで配列形成された対電極となる透明電極３０と電極４０とを備えており、光導波路１００の導波光が少なくとも透明電極３０と電界反応物質２０を通るように構成されてあり、これらの対電極間に電圧を印加することにより電界反応物質２０を形態変化させ、電界反応物質２０の形態変化による導波光の散乱により、画素としての散乱光が外部に出射するように構成したものである。
【０００８】
本発明によれば、透明な板１０を光導波路１００のクラッド部として用いることができると共に、基板として役立てることもできる。したがって、光導波路１００は板１０の一方の面に配列形成されているので、光導波路１００自体の機械的強度は必要とせず、薄く微細な形状の光導波路１００を多数配列するのに適している。光導波路１００は、例えば、透明な板１０の表面に突起上に形成したり、光導波路１００となるべきところの両側に溝を形成したリッジ型光導波路にしたり、透明な板１０より高屈折率の層を透明な板１０の片側表面付近にライン状に埋め込むようにしたり、積層させたりして容易に形成できる。また、透明な板１０とは、別に設けた板の表面に光導波路１００を形成しておき、これを接触させ接合して、透明な板１０の一方の側に光導波路１００を形成することもできる。更に、対電極間に挟まれた電界反応物質２０も透明電極３０と共に光導波路１００の外側に形成してあるが、導波光を透明電極３０と電界反応物質２０とに導波させるようにしているので、実際には透明電極３０と電界反応物質２０とが共に光導波路１００の一部となっているように振舞わせており、光導波路のコア部の役目をさせている。
【０００９】
電界反応物質２０として、例えば、動的散乱モードの液晶を用いた場合、対電極間に電圧を印加して、閾値電界以上になると形態変化が生じて白濁するので、導波光がこの部分を確実に通させるので、導波光が確実に、しかも強く散乱されて、透明な板１０の外に散乱光として高輝度に出射して画素として眺めることができる。この場合、画素自体から散乱光が出射し、偏光板なども無いので、従来のバックライトを用い、液晶を偏光板およびカラーフィルターと組み合わせ、光シャッターとして用いた場合とは異なり、広視野角で明るいディスプレイ装置が提供できる。
【００１０】
また、本発明の請求項２に係わるディスプレイ装置は、配列形成されている光導波路１００を、2色用の独立した光導波路、例えば、赤色用光導波路１００ｒと緑色用光導波路１００ｇの組、または光三原色用の独立した光導波路１００ｂ、１００ｇ、１００ｒの組とし、2色または三原色光をそれぞれに対応した光導波路１００に導波させることにより、2色表示またはフルカラー表示ができるように構成した場合である。例えば、赤色（Ｒ）と緑色（Ｇ）の2色光、または三原色光である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）と青色（Ｂ）の発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザダイオード（ＬＤ）からの光をそれぞれ対応した２色光用の独立した光導波路１００ｇ、１００ｒ、または光三原色用の独立した光導波路１００ｂ、１００ｇ、１００ｒに導き、上述のように、対電極間に挟まれた電界反応物質２０の電圧印加による電界で形態変化させて、そこからそれぞれの導波光を散乱させて画素としてカラー表示させるものである。それぞれの色の画素からの出射光は、それぞれの画素に対応したカラー画像信号により電界反応物質２０の形態変化の度合いによる散乱光強度を調整して、その輝度を調整させることができる。２色光用の独立した光導波路１００ｇ、１００ｒまたは光三原色用の独立した光導波路１００ｂ、１００ｇ、１００ｒの組を近接配置して、2色または三原色の画素を組として構成し、それらの輝度調整により2色表示またはフルカラー表示することに係わる技術は、公知の従来技術が利用できる。なお、これらの2色光用の独立した、例えば光導波路１００ｇ、１００ｒの組や光三原色用の独立した光導波路１００ｂ、１００ｇ、１００ｒの組は、交互配置の並列で直線状になるように並べて同一の透明な板１０に形成しても良く、それぞれの独立した光導波路を層状に重ね合わせて配列形成しても良く、更に、例えば、光三原色用の独立した光導波路１００のうち２色のみ同一の透明な板１０に形成して、残りの1色分を板１０とは異なる板に形成しておき、位置合わせをして、それらの光導波路が層状に重なるように接合しても良い。
【００１１】
また、本発明の請求項３に係わるディスプレイ装置は、透明な板１０をプラスチックとした場合で、この板１０はクラッド部としても作用するので、光が導波されるコアとなる光導波路１００より低屈折率でなければならない。この場合、軽量で衝撃にも強く、かつ柔軟で曲げにも強いディスプレイ画面を持つ小型化も大型化もできる安価なディスプレイ装置が提供できる。
【００１２】
また、本発明の請求項４に係わるディスプレイ装置は、電界反応物質２０を光散乱モード液晶とした場合である。光散乱モード液晶として強誘電型液晶やツイストネマチック型液晶などを用いることができる。光散乱モード液晶は、電界を印加しないときには、透明で、電界印加により不安定状態が現れ、白色光に対して白濁するので、これらの型の液晶を挟む対電極間に電圧を印加して、閾値以上の電界を発生させると、液晶が濁り、透明電極３０側から入射して導波されている光がそこで散乱されて、透明な板１０の外側に出射され、その部分が画像の導波光の色の画素として表示される。導波光が直接散乱されるので、輝度の高い画素が得られる。また、その輝度調整は、光散乱モード液晶に印加する信号電圧の大きさや印加時間を調整で行うことができる。もちろん、赤色光用の光導波路（１００ｒ）に形成した画素部分からは、導波されている赤色光が出射されることになるし、青色、緑色光用の光導波路からも同様である。
【００１３】
また、本発明の請求項５に係わるディスプレイ装置は、電界反応物質２０を電界反応ゲルとした場合である。電界反応ゲルは、一般に高分子系からなるゼリー状のゲルで、電界の印加により収縮したり、膨張したりの体積変化を生じる。画素としての対となる電極間に電界反応ゲルを形成しておき、電極間に電圧を印加することにより電界反応ゲルを収縮または膨張させて、光導波路１００の形状を部分的に変化させることにより、導波光を散乱させるものである。電界反応ゲルはゼリー状なので、透明電極３０と対になる電極４０は、画像信号に基づく電圧の印加により、電極４０が形成されている電界反応ゲル自体が変形するので、一緒に動くことになる。しかし、ゼリー状なので、可動部は多少あるが、半固体状の物質なので、液漏れの問題がなく、更にカンチレバのような機械的接触・隔離部もないので、取り扱いが容易である。
【００１４】
また、本発明の請求項６に係わるディスプレイ装置は、電界反応物質２０をエレクトロクロミック材料とした場合である。酸化タングステンなどのエレクトロクロミック材料の電解質中でのイオンの移動による酸化・還元作用を利用して、可逆的に無色から青色などへの着色、またはその逆過程を行わせる。電解質として、固体電解質を用いると製作が容易である。酸化タングステンなどの無色から青色に発色するエレクトロクロミック材料の色変化を利用する場合は、青色用の光導波路１００ｂに画素となる対の電極４０に挟んだこのエレクトロクロミック材料とその電解質を用いる。エレクトロクロミック材料が着色したとき、そこに導波された着色と同じ色の光がその着色部で散乱されて外部に出射する。着色を消して無色に戻すには、画素部の対電極間に着色時とは逆の電圧を印加すると良い。電圧が１Ｖ以下でも酸化還元反応が生じるので低電圧駆動ができるという利点がある。
【００１５】
また、ディスプレイ装置を静止画像はもちろんのこと、動画であるテレビなどへ応用したときには、画素として瞬時に導波光を散乱させて直ぐ消すと、出射光の時間が少なすぎて画面が暗くなってしまう。そのためには、次の画素が選択されても、しばらく散乱光を出射させておく必要がある。同一の光導波路１００に形成された複数の画素部から同時に散乱光を出射させると導波光が弱くなるので、同時に出射している画素数に応じて光源の光パワーを調整させたり、出射時間を長めたりして、同時選択画素数に無関係に所望の均一な画素の明るさが得られるように制御するとよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のディスプレイ装置の実施例について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
【実施例１】
図１は、本発明のディスプレイ装置の構成要素に関し、電界反応物質２０として動的散乱モード液晶を用い、透明な板１０を光導波路１００のクラッド部１２０として用いると共に薄い光導波路１００の支持基板としても用いており、しかもフルカラー表示ができるように光三原色である赤色用光導波路１００ｒ、緑色用光導波路１００ｇおよび青色用光導波路１００ｂの組を同一面上に、屈折率の低い透明なクラッド部１２１を挟んで、交互に多数配列した場合の一実施例の概略図を示したものである。ここでは青色用光導波路１００ｂ上の選択された対電極である透明電極３０ｂと電極４０ｂｉｊで挟まれた光散乱モード液晶からなる電界反応物質２０が濁り、そこでの導波光である青色光が散乱を起こし透明な板１０の外に出射して、青色画素として観測される様子も示してある。この図を用いて本発明のディスプレイ装置の動作原理に関し、その概要を説明すると、次のようである。
【００１８】
図１の（ａ）は、光三原色用の独立した光導波路１００ｒ、１００ｇ、１００ｂを配列した場合の一実施例で、その横断面図である。ここでは、例えば、アクリル系のプラスチックからなり、クラッド部１２０としての作用と光導波路の機械的強度を得る支持基板としての作用を併せ持つ板１０の一方の面に、ポリカーボネート系の屈折率の大きいコアとなる光三原色である赤色用光導波路１００ｒ、緑色用光導波路１００ｇおよび青色用光導波路１００ｂを、交互にＭＡポリマー系の屈折率の低い透明なクラッド部１２１で挟んで平面状に形成し、光三原色用光導波路１００ｒ、１００ｇ、１００ｂの上で、それぞれに沿って延在する透明電極３０ｂ、３０ｇ、３０ｒが形成してあり、更にそれぞれの透明電極３０ｂ、３０ｇ、３０ｒが共通電極となり、これらに対向して、等間隔ピッチで一列に多数配列させた対となる電極４０ｂ、４０ｇ、４０ｒがクラッド部１２３のＭＡポリマー系シートに形成されてあり、少なくとも、これら互いに対向する対となる電極間（対電極間）には電界反応物質２０としての動的散乱モードの液晶（光散乱モード液晶）層が挿入された形で、クラッド部１２３のＭＡポリマー系シートが板１０側に接合されている場合である。普通、ネマチック液晶では、平均屈折率が１．５６程度と普通のガラスの１．４８よりも大きく、導波光はこの液晶層にも導波されやすい。なお、クラッド部１２３であるＭＡポリマー系シートの電界反応物質２０とは反対側の面に、アルミニウムなどの反射膜３００が真空蒸着などで形成してある。また、透明電極３０ｂ、３０ｇ、３０ｒと対となる電極４０ｂ、４０ｇ、４０ｒの個々の直線状に配列されたうちの選択された電極４０ｉｊへのカラー画像信号電圧の供給は、電極４０ｂ、４０ｇ、４０ｒのそれぞれの脇に形成された水平選択線６０を通して行われる。また、ここでは示していないが、各透明電極３０ｂ、３０ｇ、３０ｒには、垂直選択線５０を用いて行うことができ、液晶ディスプレイ駆動方式として、公知の単純マトリックス駆動方式を用いることができる。もちろん、ＴＦＴを用いた公知のアクティブマトリックス駆動方式を用いても良い。
【００１９】
図１の（ｂ）は、図１の（ａ）のＹ−Ｙにおける青色用光導波路１００ｂに沿った縦断面図の概略図であり、図１の（ａ）の青色用光導波路１００ｂ上に、この青色用光導波路１００ｂに沿って形成されてある共通電極の透明電極３０ｂと、これに対して対電極となる直線状に配列された電極４０の中で特定の選択された電極４０ｂｉｊ（ここで添字ｉｊは、電極がマトリックス配置してあるので、そのｉ行、ｊ列を意味し、ｉ行、ｊ列を指定したときの電極を意味する）に、電圧が印加され、その電界により光散乱モード液晶が濁り、透明電極３０ｂを通して光散乱モード液晶に導波されていた青色光が、ここで散乱されて透明な板１０の外に出射した場合である。なお、フルカラー表示にしたときは、これら3つの緑色用光導波路１００ｇ、青色用光導波路１００ｂ、赤色用光導波路１００ｒが1つの組となり、水平走査または垂直走査時には、これらの組のうち、近接した領域のそれぞれの透明電極３０と対電極となる電極４０とがカラー画像信号により電圧が印加されて、それぞれの導波光がそれぞれの光散乱モード液晶で散乱されて、三原色用の３色画素を構成することになる。
【００２０】
また、画素の輝度である階調の調節は、カラー画像信号電圧の大きさや散乱している時間の調節により行うことができる。散乱している時間の調節には、散乱モードの適当な時間経過後、散乱時とは逆の電圧など、クエンチングパルスを印加して促進させて行うこともできる。なお、三原色の光源としては、発光ダイオードやレーザダイオードを用いると簡便で、小型で高輝度のディスプレイ装置が提供できる。
【００２１】
本願発明のディスプレイ装置の透明電極３０は、ＩＴＯ薄膜や酸化スズ膜などを０．１−０．３μｍ厚程度の薄くスパッタリング形成などで作成できる。また、電極４０もＩＴＯ薄膜や酸化スズ膜などの透明な電極としても良いし、必要に応じアルミニウムなどの薄膜にしても良い。
【００２２】
【実施例２】
図2は、本願発明のディスプレイ装置の電界反応物質２０を電界印加により膨張または収縮するゼリー状ゲル（電界応答ゲル）とした場合の図１の（ｂ）と同様、青色用光導波路１００ｂに沿った縦断面図の一実施例を示す概略図である。透明電極３０ｂと、その対と成る電極４０のうちの選択された電極４０ｉｊとの間に、カラー画像信号電圧が印加されて、電界応答ゲルが収縮という形態変化をしてその断面積が小さくなり、そこに導波される青色光が散乱されて、透明な板１０の外に出射した様子を示してある。電界応答ゲルとして、人口筋肉などに使用されようとしているゲルが良く、例えば、ポリウレタン系の透明なゲルが使用できる。クラッド部１２３としては、ゲルの膨張・収縮に応じて変形しやすい、例えば５０μｍ厚程度のＭＡポリマー系シートやポリエチレンシートなどを使用することができる。
【００２３】
【実施例３】
図3は、上述の実施例１に示した図１の場合とは異なり、赤色用光導波路１００ｒおよび青色用光導波路１００ｂの組のみがクラッド部１２１を挟んで板１０上の同一面に多数形成してあり、緑色用光導波路１００ｇは、クラッド部１２３上に重ねてクラッド部１２２で挟まれて周期的に形成され、しかも、その位置は、赤色用光導波路１００ｒおよび青色用光導波路１００ｂの組の間に丁度位置するように形成された場合の実施例１に示した図１の（ａ）に対応する横断面図の一実施例を示す概略図である。図3においても、青色用光導波路１００ｂ上に形成した透明電極３０ｂと電極４０ｂｉｊからなる電極対に画像信号電圧が閾値以上に印加されて、その電界により光散乱モード液晶層である電界反応物質２０が濁るという形態変化により、電極対に挟まれた領域の電界反応物質２０である光散乱モード液晶層から青色の画素として散乱光が外部に出射している様子を示している。
【００２４】
なお、図3では、クラッド部１２２と緑色用光導波路１００ｇとを有する層、電界反応物質20の層、対電極の層、クラッド部１２４および反射膜３００は、赤色用光導波路１００ｒおよび青色用光導波路１００ｂの層、電界反応物質２０の層、対電極の層およびクラッド部１２３と共に、板１０上に積層形成された場合であったが、他に実施例として、例えば、クラッド部１２２と緑色用光導波路１００ｇとを有する層、電界反応物質20の層、対電極の層、クラッド部１２４および反射膜３００とを板１０とは異なる別の板の上に形成しておき、板１０上に形成してある赤色用光導波路１００ｒおよび青色用光導波路１００ｂの層を含む積層膜に密着接合して、板１０とは異なる別の板の存在を除き、図3に示す三原色光用の光導波路の構成とほぼ同一となるようにしても良い。
【００２５】
【実施例４】
図４は、電界反応物質２０として酸化タングステンなどエレクトロクロミック材料とした場合で、上述の実施例１の図1の（ｂ）と同様、青色用光導波路１００ｂの上に、透明電極３０ｂを形成し、これと対になる電極４０ｂの上に電界反応物質２０としての酸化タングステンＷＯ３を、例えばスパッタリング堆積あり、これらの対電極間を電解質２５で充填した場合の断面図の一実施例を示す概略図である。酸化タングステンなどのエレクトロクロミック材料の電解質２５中でのイオンの移動による酸化還元作用の形態変化を利用して、可逆的に無色と青色の着色、またはその逆過程を行わせる。酸化タングステンは、還元されて無色から青色に着色するので、選択された電極４０ｂｉｊ側が透明電極３０ｂに対して負の電位になるように画像信号電圧が印加されたときに青色に着色し、そこに導波された青色光がその着色部で散乱されて青色画素として外部から見ることができる。電解質として固体電解質を用いると製作が容易である。エレクトロクロミック材料の着色を消し、無色に戻すには、電極４０ｂｉｊ側に着色時とは逆の電圧を印加すると良い。電圧が１Ｖ以下でも酸化還元反応が生じるので低電圧駆動ができる。エレクトロクロミック材料の着色は電気化学反応という形態変化に基づくものであるが、階調の制御は、上述と同様、画像信号の大きさ、印加時間および無色に戻す信号電圧のタイミング時期の調整などで行うことができる。
【００２６】
また、図４では、電界反応物質２０としてのエレクトロクロミック材料を電極４０ｂの上にのみ形成した例であるが、電気伝導性がそれほど大きくないので、電極４０ｂ上にのみだけでなく、電極４０ｂ上を含むクラッド部１２３全面に渡って形成しておいても良い。また、画素表示のため分離してある電極の上に存在すれば良いので、透明電極３０ｂを共通電極とせず画素として分割しておき、その透明電極３０ｂ側で、かつそれに密着して、透明電極３０ｂ上にのみ、または、透明電極３０ｂ上を含み一様に、かつ全面にエレクトロクロミック材料を形成しても良い。
【００２７】
また、上述した実施例は、電界反応物質２０の形態変化に基づくそこでの導波散乱光による画像表示が透明な板１０の外側から観察されるものであったが、電極４０を透明な電極とし、反射膜３００を上述の場所から除去し、その代わりに透明な板１０の外側の面に形成すれば、板１０とは反対の側から画像表示が見られるようにすることができることは、言うまでも無い。また、導波用の光源である、例えば、青色ＬＥＤが１個では、明るさ不足の時には、複数個のＬＥＤを対応する光導波路に光結合させて同時に点灯するようにすれば良い。
【００２８】
また、上述した実施例は、一実施例であり、本願発明の主旨、作用、効果が同一の各種の変形がありえることも言うまでもないことである。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、光導波路１００の導波光を普通は透明な電界反応物質にも導波させ、その電界反応物質を挟んで対になる電極間に画像信号電圧を印加することで、白濁、変形、着色などの形態変化により効率よく導波光を散乱できるので、有効に散乱光を外部に出射させることができる。したがって、低消費電力、高輝度のディスプレイ装置が提供できる。
【００３０】
また、本発明によれば、透明な板を光導波路のクラッド部として用いることができると共に、支持基板として役立てることもできる。光導波路は、板の一方の面に配列形成されているので、光導波路自体の機械的強度は必要とせず、薄くて微細な形状の光導波路を高密度で多数配列でき、機械的変位部を有しないので信頼性が高く、微細な画素の高品位で、小型化および大型化も可能なディスプレイ装置が提供できる。また、光導波路は外部に露出していないので、ゴミや塵などの異物が直接光導波路の光導波部に付着しないから埃などの多い劣悪環境でも高品位のディスプレイ装置が提供できる。また、ディスプレイ装置の画像表示部の主材料である透明な板や光導波路及びクラッド部がプラスチックで形成できるので、柔軟性のあり、機械的曲げにも順応するので、軽量で衝撃にも強いディスプレイ装置が提供できる。
【００３１】
また、画素自体から散乱光が出射するので、従来のバックライトを用い、液晶を偏光板と組み合わせ、光シャッターとして用いた場合とは異なり、広視野角のディスプレイ装置が提供できる。
【００３２】
また、単色はもちろんのこと、2色または三原色光をそれぞれの対応した光導波路１００に導波させることにより、2色表示またはフルカラー表示もできる。三原色光である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）と青色（Ｂ）の発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザダイオード（ＬＤ）などの光源からの光を薄い光導波路を通して画素部に供給しており、更に偏光板やカラーフィルターが不必要なので、直接散乱光を外部に出射できること、薄型にできることから、明るい画像で、小型化しやすい安価なディスプレイ装置が提供できる。また、フルカラーディスプレイにおいて、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）と青色（Ｂ）の三原色光の光導波路は独立に形成してあり、また、それぞれに三原色光専用の独立な画素が表示できるようにしているので、順次駆動方式でありながら、次の画素部が選択されていても、時間調節によりその前の画素部からも同時に出射光があるように調節できるので、チラツキが極めて少ない、しかも明るいディスプレイ装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のディスプレイ装置の構成要素に関し、電界反応物質として光散乱モード液晶を用いたフルカラー表示の場合で、その一実施例の概略断面図を示したもので、（ａ）は、光三原色光導波路の配列の横断面図であり、（ｂ）は、青色用光導波路に沿った（ａ）の図のＹ−Ｙにおける縦断面図である。
【図２】本発明のディスプレイ装置の構成要素に関し、電界反応物質を電界印加により膨張または収縮するゼリー状ゲルとした場合の青色用光導波路に沿った一実施例の縦断面図である。
【図３】本発明のディスプレイ装置のフルカラー表示における他の一実施例の概略断面図である。
【図４】本発明のディスプレイ装置の構成要素に関し、電界反応物質として酸化タングステンなどエレクトロクロミック材料とした場合の青色用光導波路に沿った一実施例の縦断面図である。
【符号の説明】
１０  板
２０  電界反応物質
２５  電解質
３０、３０ｂ、３０ｇ、３０ｒ  透明電極
４０，４０ｂ、４０ｇ、４０ｒ  電極
５０  垂直選択線
６０  水平選択線
１００  光導波路
１００ｂ  青色用光導波路
１００ｇ  緑色用光導波路
１００ｒ  赤色用光導波路
１２０，１２１，１２２，１２３，１２４  クラッド部
３００  反射膜
【図１】
2005300560.tif 000003
【図２】
2005300560.tif 000004
【図３】
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【図４】
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